[发明专利]一种单聚合物复合材料制品注塑成型方法及设备

权利要求书

1.一种单聚合物复合材料制品注塑成型方法，其特征在于：所述方法具体步骤如下：

将基体加入注塑成型设备中，使基体塑化熔融；将增强材料按制品形状制成预制件，放入模具型腔中的设定位置固定，合模；在注射压力作用下将熔融塑化好的基体注入型腔内，再保压使基体完全充满型腔并浸渍预制件；冷却使其固化成型，开模，取出成型件，修剪毛边，得到一种单聚合物复合材料制品；其中，所述基体和增强材料为同种聚合物，增强材料是纤维织物形式和/或长纤维。

2.根据权利要求1所述的一种单聚合物复合材料制品注塑成型方法，其特征在于：选用比基体具有更高熔点的增强材料。

3.一种单聚合物复合材料制品注塑成型设备，所述注塑成型设备由注塑机和模具组成，注塑机主要由注射系统、合模系统(1)、传动系统、加热冷却系统和控制系统(9)组成，注射系统主要由料斗(8)、机筒(6)、螺杆(5)和喷嘴(4)组成，模具(2)主要由成型部件(13)、浇注系统(15)、导向部件(12)、调温系统(10)、排气系统、支撑部件(11)和固定机构(14)组成，其特征在于：注塑机的机筒(6)外壁或/和壁中设有加热冷却系统的电热圈(7)作为加热装置，机筒(6)上设有料斗(8)，内部设有螺杆(5)，前端与喷嘴(4)连接，模具(2)的固定机构(14)设置在成型部件(13)上，固定机构(14)的位置根据预制件(18)的位置设计确定。

4.根据权利要求3所述的一种单聚合物复合材料制品注塑成型设备，其特征在于：固定机构(14)采用螺钉(19)、垫圈(20)结合的形式，手动或配合机械手完成预制件(18)放入和制品取出的工序。

5.根据权利要求3所述的一种单聚合物复合材料制品注塑成型设备，其特征在于：浇注系统(15)的浇口(17)设置在预制件(18)的一端，包括以预制件(18)为对称面的两个对称浇口(17)。

6.一种单聚合物复合材料制品注塑成型方法，其特征在于：所述注塑成型方法在如权利要求3所述的一种单聚合物复合材料制品注塑成型设备上进行，所述方法具体步骤如下：

1)将固态基体通过料斗(8)加入到机筒(6)中，在电热圈(7)的加热和螺杆(5)旋转塑化作用下使基体塑化熔融；

2)将增强材料按制品形状制成预制件(18)，放入模具(2)型腔(3)中的设定位置，通过固定机构(14)固定，再驱动合模系统(1)合模；

3)驱动螺杆(5)将熔融塑化好的基体在注射压力作用下注入型腔(3)内，再保压使基体完全充满型腔(3)并浸渍预制件(18)；

4)冷却使其固化成型，驱动合模系统(1)开模，打开固定机构(14)，取出成型件，修剪毛边，得到一种单聚合物复合材料制品；

其中，所述基体和增强材料为同种聚合物，增强材料是纤维织物形式和/或长纤维；

步骤1)中接近喷嘴(4)段的机筒(6)前端温度高于基体的熔点，喷嘴温度大于等于基体的熔点；

步骤2)中增强材料的预制件(18)包括制品部分(21)和毛边(22)，需要根据聚合物的性质和制品形状来预先设计制作，毛边(22)是预制件放入型腔(3)中时通过固定机构(14)固定压紧的部分，在制品取出后需要修剪去除。

7.根据权利要求5所述的一种单聚合物复合材料制品注塑成型方法，其特征在于：步骤1)中当增强材料的熔点比基体高时，喷嘴温度低于增强材料的熔点高于基体的熔点。

8.根据权利要求5所述的一种单聚合物复合材料制品注塑成型方法，其特征在于：模具温度通过调温系统(10)控制，步骤3)中，模具温度控制在低于增强材料开始熔融的温度高于基体开始结晶的温度。

9.根据权利要求5所述的一种单聚合物复合材料制品注塑成型方法，其特征在于：步骤2)中预制件(18)制品部分(21)的形状同制品中型面相似。

10.根据权利要求5所述的一种单聚合物复合材料制品注塑成型方法，其特征在于：步骤3)中选取不影响制品质量的注塑机能够达到的最大注射压力。